研究人员创造了一种柔性机器人“手指”，其先进的触觉能力能够在医生办公室进行标准的医疗检查，包括测量病人的脉搏和检查异常肿块。
来自中国科学技术大学的一个团队工程了一种柔性机器人“手指”，该手指具备精细的触觉能力，能够执行常见的医疗评估，例如测量病人的脉搏和检查异常肿块。研究结果于10月9日发布在《Cell Reports Physical Science》杂志上。
这项创新技术可能有助于早期发现像乳腺癌这样的疾病，这是治疗通常更有效的时机。它还旨在帮助患者在身体检查过程中感到更加舒适，这种检查有时可能会显得尴尬和侵入性强。
研究的共同作者、传感技术研究员王洪波表示：“通过进一步改善以提高效率，我们设想用这些手指制成的熟练‘机器人医生’可以在未来的医疗环境中运作，类似于真正的医生。” “当与机器学习结合时，机器人检查和诊断可以实现自动化，这对缺乏医疗人员的发展中地区尤其有利。”
虽然市场上有刚性机器人手指，但专家对它们在临床环境中进行精细操作的适用性感到怀疑。关于潜在安全隐患的担忧，例如在检查过程中损坏肿块的风险，已经提出。最近，在轻量、安全和经济的柔性机器人技术方面取得了进展，使得设备能够更有效地模拟人类手部运动。然而，这些设备在感知它们接触的物体的复杂特性方面仍然无法与真实手指相提并论。
作者提到：“尽管在过去十年中取得了重大进展，大多数文献中讨论的柔性手指仍然无法与人手相提并论，”强调了机器人手指尚未配备以应对“现实世界”情况的能力。
为了解决这个问题，研究人员设计了一个基本设备，采用导电纤维线圈组织成两个组件——一个线圈缠绕在设备弯曲驱动器（那些允许运动的部分）的每个气室周围，另一个是位于指尖的扭曲液态金属纤维。通过分析影响设备电流流动的元素，团队能够实时跟踪手指的弯曲角度和指尖的压力。这使得设备能够与人类触感同样有效地识别物体的特性。
为了测试该设备，研究人员通过轻轻拖动一根羽毛在其指尖上开展了实验。
“放大视图清楚地显示出电阻的变化，证明了它对力的灵敏度很高，”作者指出。
随后，他们用玻璃棒轻敲和按压指尖，并多次弯曲手指，注意到传感器准确检测到了施加的力的类型和数量。为了评估手指的医疗能力，他们将其连接到一个机械臂上，成功识别出嵌入在一个大型硅胶垫中的三个肿块，模仿医生的检查技术。在机械臂上，手指还有效定位了一名参与者手腕上的动脉并测量了他们的脉搏。
“人类自然通过用手指施加压力来判断不同物体的硬度，”作者解释道。“类似地，由于[该设备]能够感知弯曲变形和指尖的力量，因此仅通过按压物体，它就能评估与人手相似的硬度。”
除了测量脉搏和分析模拟肿块外，研究人员还发现机器人手指可以“像人类一样”打字，成功拼写出“hello”这个词。
作者总结道，通过加入额外的传感器以增强机器人手指关节的灵活性，从而使其能够像人类手指一样多方向移动，该设备很快就可以准备进行全面和高效的医疗检查。
王氏表示：“我们渴望开发一种智能、灵活的手，配备传感器的人工肌肉驱动机械臂，以复制人手无与伦比的能力和精确操控。”
